Инфраструктура — это набор объектов и систем, которые обслуживают страну, город или другую область, [1] и охватывают услуги и объекты, необходимые для функционирования ее экономики, домохозяйств и фирм. [2] Инфраструктура состоит из государственных и частных физических структур, таких как дороги , железные дороги , мосты , аэропорты , системы общественного транспорта , туннели , водоснабжение , канализация , электрические сети и телекоммуникации (включая подключение к Интернету и широкополосный доступ ). В целом, инфраструктура определяется как «физические компоненты взаимосвязанных систем, предоставляющих товары и услуги, необходимые для обеспечения, поддержания или улучшения условий жизни общества » и поддержания окружающей среды. [3]
Особенно в свете масштабных общественных преобразований, необходимых для смягчения и адаптации к изменению климата, современные разговоры об инфраструктуре часто фокусируются на устойчивом развитии и зеленой инфраструктуре . Признавая эту важность, международное сообщество создало политику, ориентированную на устойчивую инфраструктуру через Цели устойчивого развития , особенно Цель устойчивого развития 9 « Промышленность, инновации и инфраструктура ».
Один из способов описания различных типов инфраструктуры — классифицировать их как два отдельных вида: жесткая инфраструктура и мягкая инфраструктура . [4] Жесткая инфраструктура — это физические сети, необходимые для функционирования современного индустриального общества или промышленности . [5] Сюда входят дороги, мосты и железные дороги. Мягкая инфраструктура — это все институты, которые поддерживают экономические , медицинские , социальные , экологические и культурные стандарты страны. [5] Сюда входят образовательные программы , официальная статистика , парки и места отдыха , правоохранительные органы и службы экстренной помощи .
Слово «инфраструктура» используется во французском языке с 1875 года, а в английском — с 1887 года, изначально означая «установки, которые составляют основу для любой операции или системы». [6] [7] Это заимствованное слово из французского языка, где оно уже использовалось для создания дорожного полотна из материала-подложки, необходимого перед тем, как на него можно было уложить железнодорожные пути или сконструированное покрытие. Слово представляет собой комбинацию латинского префикса infra- , означающего «ниже», поскольку многие из этих сооружений находятся под землей (например, туннели, системы водоснабжения и газоснабжения, железные дороги), и французского слова structure . Армейское использование этого термина получило распространение в Соединенных Штатах после формирования НАТО в 1940-х годах, а к 1970 году было принято городскими планировщиками в его современном гражданском смысле. [ необходима цитата ]
В 1987 году группа экспертов Национального исследовательского совета США приняла термин « инфраструктура общественных работ », имея в виду:
«... как конкретные функциональные режимы — автомагистрали, улицы, дороги и мосты; общественный транспорт ; аэропорты и воздушные пути; водоснабжение и водные ресурсы ; управление сточными водами ; очистка и утилизация твердых отходов ; производство и передача электроэнергии; телекоммуникации; и управление опасными отходами — так и объединенная система, которую составляют эти модальные элементы. Понимание инфраструктуры охватывает не только эти общественные объекты, но и рабочие процедуры, методы управления и политику развития, которые взаимодействуют с общественным спросом и физическим миром для облегчения перевозки людей и товаров, обеспечения питьевой водой и разнообразных других целей, безопасной утилизации отходов общества, обеспечения энергией там, где она необходима, и передачи информации внутри сообществ и между ними». [8]
Американское общество инженеров-строителей публикует «Карту отчета об инфраструктуре», которая представляет мнение организации о состоянии различной инфраструктуры каждые 2–4 года. [9] По состоянию на 2017 год [update]они оценивают 16 категорий, а именно авиацию, мосты, плотины, питьевую воду , энергетику, опасные отходы , внутренние водные пути , дамбы , парки и зоны отдыха , порты , железные дороги , дороги , школы, твердые отходы , транзит и сточные воды . [9] : 4 Соединенные Штаты получили рейтинг «D+» по своей инфраструктуре. [10] Эта стареющая инфраструктура является результатом правительственного пренебрежения и недостаточного финансирования. [10] Поскольку Соединенные Штаты, по-видимому, стремятся модернизировать свою существующую инфраструктуру, меры по обеспечению устойчивого развития могут быть рассмотрены в планах проектирования, строительства и эксплуатации.
Общественная инфраструктура — это то, что принадлежит или доступно для использования общественностью ( представленной правительством ). [11] Она включает в себя: [11]
Один из способов воплотить личную инфраструктуру — думать о ней в терминах человеческого капитала . [12] Человеческий капитал определяется в Британской энциклопедии как «нематериальные коллективные ресурсы, которыми обладают отдельные лица и группы в пределах данной популяции». [13] Цель личной инфраструктуры — определить качество ценностей экономических агентов. Это приводит к трем основным задачам: задача экономических доверенных лиц в экономическом процессе (учителя, неквалифицированная и квалифицированная рабочая сила и т. д.); важность личной инфраструктуры для отдельного человека (краткосрочное и долгосрочное потребление образования); и социальная значимость личной инфраструктуры. [12] По сути, личная инфраструктура отображает человеческое воздействие на инфраструктуру, поскольку оно связано с экономикой, индивидуальным ростом и социальным воздействием.
Институциональная инфраструктура ответвляется от термина «экономическая конституция». По словам Джанпьеро Торризи, институциональная инфраструктура является объектом экономической и правовой политики. Она компрометирует рост и устанавливает нормы. [12] Она относится к степени справедливого обращения с равными экономическими данными и определяет рамки, в которых экономические агенты могут формулировать свои собственные экономические планы и осуществлять их в сотрудничестве с другими.
Устойчивая инфраструктура относится к процессам проектирования и строительства, которые учитывают их экологическое, экономическое и социальное воздействие. [10] В этот раздел включено несколько элементов устойчивых схем, включая материалы, воду, энергию, транспорт и инфраструктуру управления отходами. [10] Хотя существует бесконечное множество других факторов, которые следует учитывать, они не будут рассмотрены в этом разделе.
Материальная инфраструктура определяется как «те неподвижные, необоротные капитальные блага, которые по существу вносят вклад в производство инфраструктурных товаров и услуг, необходимых для удовлетворения основных физических и социальных потребностей экономических агентов ». [12] Существует два различных качества материальной инфраструктуры: 1) удовлетворение социальных потребностей и 2) массовое производство . Первая характеристика касается основных потребностей человеческой жизни. Вторая характеристика — отсутствие инфраструктурных товаров и услуг. [12] Сегодня существуют различные материалы, которые можно использовать для строительства инфраструктуры. Наиболее распространенными из них являются асфальт, бетон, сталь, каменная кладка, дерево, полимеры и композиты. [14]
Согласно деловому словарю, экономическая инфраструктура может быть определена как «внутренние объекты страны, которые делают возможной деловую активность, такие как коммуникации, транспортные и распределительные сети , финансовые институты и связанные с ними международные рынки, а также системы энергоснабжения ». [15] Экономическая инфраструктура поддерживает производительную деятельность и события. Сюда входят дороги, автомагистрали, мосты, аэропорты, велосипедная инфраструктура , сети распределения воды , канализационные системы и ирригационные установки. [12]
Социальную инфраструктуру можно в широком смысле определить как строительство и обслуживание объектов, поддерживающих социальные услуги . [16] Социальные инфраструктуры создаются для повышения социального комфорта и стимулирования экономической активности. К ним относятся школы, парки и игровые площадки , сооружения для общественной безопасности , мусороперерабатывающие заводы, больницы и спортивные площадки. [12]
.jpg/1280px-Blick_auf_A_2_bei_Rastst%C3%A4tte_Lehrter_See_(2009).jpg)
Основные активы предоставляют основные услуги и имеют монополистические характеристики. [17] Инвесторы, ищущие основную инфраструктуру, ищут пять различных характеристик: доход, низкую волатильность доходов, диверсификацию, защиту от инфляции и долгосрочное соответствие обязательствам. [17] Основная инфраструктура включает в себя все основные типы инфраструктуры, такие как дороги, автомагистрали, железные дороги, общественный транспорт , водоснабжение и газоснабжение .
Базовая инфраструктура включает в себя основные железные дороги, дороги, каналы, гавани и доки, электромагнитный телеграф, дренаж, дамбы и мелиорацию земель. [12] Она состоит из наиболее известных и общих элементов инфраструктуры, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни (здания, дороги, доки).
Дополнительная инфраструктура относится к таким вещам, как легкорельсовые дороги, трамваи и газо-/электро-/водоснабжение. [12] Дополнять что-либо означает доводить это до совершенства или завершать это. Дополнительная инфраструктура имеет дело с небольшими частями инженерного мира, которые делают жизнь более удобной и эффективной. Они необходимы для обеспечения успешного использования и маркетинга уже готового продукта, как в случае с автомобильными мостами . [18] Другими примерами являются освещение на тротуарах, озеленение вокруг зданий и скамейки, где пешеходы могут отдохнуть.
Инженеры обычно ограничивают термин «инфраструктура» для описания основных средств , которые находятся в форме большой сети; другими словами, жесткой инфраструктуры . [ требуется цитата ] Попытки разработать более общие определения инфраструктур обычно ссылались на сетевые аспекты большинства структур и на накопленную стоимость инвестиций в сети как активы. [ требуется цитата ] Одно из таких определений от 1998 года определяло инфраструктуру как сеть активов, «где система в целом должна поддерживаться в течение неопределенного времени на определенном уровне обслуживания путем постоянной замены и восстановления ее компонентов». [19]
Планировщики гражданской обороны и экономисты развития обычно ссылаются как на твердую, так и на мягкую инфраструктуру, включая государственные услуги, такие как школы и больницы , экстренные службы, такие как полиция и пожарная охрана, и основные услуги в экономическом секторе . Понятие развития на основе инфраструктуры, сочетающее долгосрочные инвестиции в инфраструктуру со стороны государственных учреждений на центральном и региональном уровнях с государственно-частным партнерством, оказалось популярным среди экономистов в Азии (особенно в Сингапуре и Китае), континентальной Европе и Латинской Америке.
Военная инфраструктура — это здания и постоянные сооружения, необходимые для поддержки военных сил, независимо от того, размещены ли они на базах, развернуты или участвуют в операциях. Примерами являются казармы, штабы, аэродромы, средства связи, склады военного оборудования, портовые сооружения и станции технического обслуживания. [20]
Инфраструктура коммуникаций — это неформальные и формальные каналы коммуникации, политические и социальные сети или убеждения, которых придерживаются члены определенных групп, а также информационные технологии, инструменты разработки программного обеспечения. В основе этих более концептуальных применений по-прежнему лежит идея о том, что инфраструктура обеспечивает организационную структуру и поддержку для системы или организации, которой она служит, будь то город, страна, корпорация или группа людей с общими интересами. Примерами служат ИТ-инфраструктура , исследовательская инфраструктура, террористическая инфраструктура, инфраструктура занятости и туристическая инфраструктура. [ необходима цитата ]
Термин «инфраструктура» можно спутать со следующими пересекающимися или связанными понятиями.
Благоустройство и освоение земель — это общие термины, которые в некоторых контекстах могут включать инфраструктуру, но в контексте обсуждения инфраструктуры будут относиться только к системам или работам меньшего масштаба, которые не включены в инфраструктуру, поскольку они, как правило, ограничены одним участком земли и принадлежат землевладельцу и управляются им. Например, оросительный канал, который обслуживает регион или район, будет включен в инфраструктуру, но частные оросительные системы на отдельных земельных участках будут считаться благоустройством земель, а не инфраструктурой. Подключения к муниципальным сетям и сетям коммунального обслуживания также будут считаться благоустройством земель, а не инфраструктурой. [21] [22]
Термин « общественные работы » включает инфраструктуру, принадлежащую государству и управляемую им, а также общественные здания, такие как школы и здания суда. Общественные работы обычно относятся к физическим активам, необходимым для предоставления общественных услуг . Общественные услуги включают как инфраструктуру, так и услуги, обычно предоставляемые правительством.
Инфраструктура может принадлежать и управляться правительствами или частными компаниями, такими как единственные коммунальные или железнодорожные компании. Как правило, большинство дорог, крупных аэропортов и других портов, систем распределения воды и канализационных сетей находятся в государственной собственности, тогда как большинство энергетических и телекоммуникационных сетей находятся в частной собственности. [ требуется ссылка ] Государственная инфраструктура может оплачиваться за счет налогов, пошлин или сборов с пользователей, тогда как частная инфраструктура обычно оплачивается за счет сборов с пользователей. [23] [24] Крупные инвестиционные проекты обычно финансируются за счет выпуска долгосрочных облигаций . [ требуется ссылка ]
Государственная инфраструктура, принадлежащая и эксплуатируемая государством, может разрабатываться и эксплуатироваться в частном секторе или в государственно-частном партнерстве , в дополнение к государственному сектору . Например, в Соединенных Штатах в 2008 году [update]государственные расходы на инфраструктуру варьировались от 2,3% до 3,6% ВВП с 1950 года. [25] Многие финансовые учреждения инвестируют в инфраструктуру.
По мнению исследователей Института развития заморских территорий , отсутствие инфраструктуры во многих развивающихся странах представляет собой одно из наиболее существенных ограничений для экономического роста и достижения Целей развития тысячелетия (ЦРТ) . Инвестиции в инфраструктуру и ее обслуживание могут быть очень дорогими, особенно в таких регионах, как не имеющие выхода к морю, сельские и малонаселенные страны Африки. Утверждается, что инвестиции в инфраструктуру способствовали более чем половине улучшенных показателей роста Африки в период с 1990 по 2005 год, и увеличение инвестиций необходимо для поддержания роста и борьбы с бедностью. Отдача от инвестиций в инфраструктуру очень значительна, в среднем от тридцати до сорока процентов отдачи от инвестиций в телекоммуникации ( ИКТ ), более сорока процентов от выработки электроэнергии и восемьдесят процентов от дорог . [26]
Спрос на инфраструктуру как со стороны потребителей, так и со стороны компаний намного превышает объем инвестиций. [26] Существуют серьезные ограничения на стороне предложения инфраструктуры в Азии. [27] Разрыв в финансировании инфраструктуры между тем, что инвестируется в Азиатско-Тихоокеанском регионе (около 48 млрд долларов США), и тем, что необходимо (228 млрд долларов США), составляет около 180 млрд долларов США каждый год. [26]
В Латинской Америке для удовлетворения спроса в инфраструктуру необходимо инвестировать три процента ВВП (около 71 миллиарда долларов США), однако в 2005 году, например, было инвестировано только около двух процентов, в результате чего образовался дефицит финансирования в размере около 24 миллиардов долларов США. [26]
В Африке, чтобы достичь семи процентов годового роста, которые, как подсчитано, необходимы для достижения ЦРТ к 2015 году, потребуются инвестиции в инфраструктуру в размере около пятнадцати процентов ВВП, или около 93 миллиардов долларов США в год. В нестабильных государствах потребуется более тридцати семи процентов ВВП. [26]
Источник финансирования инфраструктуры значительно различается в зависимости от сектора. В некоторых секторах доминируют государственные расходы , в других — зарубежная помощь развитию (ODA) , а в третьих — частные инвесторы. [26] В Калифорнии местные органы власти создают округа финансирования инфраструктуры для оплаты физических объектов и услуг в пределах определенной области за счет увеличения налога на имущество. [28] Для того чтобы способствовать инвестициям частного сектора в рынки инфраструктуры развивающихся стран, необходимо более тщательно разрабатывать механизмы распределения рисков, учитывая более высокие риски их рынков. [29]
Расходы, которые поступают от правительства, меньше, чем раньше. С 1930-х по 2019 год Соединенные Штаты перешли от расходов 4,2% ВВП к 2,5% ВВП на инфраструктуру. [30] Эти недоинвестиции накопились, по сути, согласно Карточке отчета ASCE по инфраструктуре за 2017 год, с 2016 по 2025 год инфраструктура будет недоинвестирована на 2 триллиона долларов. [30] По сравнению с мировыми процентами ВВП Соединенные Штаты занимают предпоследнее место со средним процентом 2,4%. Это означает, что правительство тратит меньше денег на ремонт старой инфраструктуры и/или на инфраструктуру в целом. [31]
В странах Африки к югу от Сахары правительства тратят около 9,4 млрд долларов США из общей суммы в 24,9 млрд долларов США. В ирригации правительства представляют почти все расходы. В транспорте и энергетике большая часть инвестиций — это государственные расходы. В ИКТ , водоснабжении и санитарии частный сектор представляет большую часть капитальных расходов. В целом, вместе взятые, помощь, частный сектор и финансисты, не входящие в ОЭСР, превышают государственные расходы. Расходы частного сектора сами по себе равны государственным капитальным расходам, хотя большинство сосредоточено на инвестициях в инфраструктуру ИКТ. Внешнее финансирование увеличилось в 2000-х годах (десятилетие), и только в Африке внешние инвестиции в инфраструктуру увеличились с 7 млрд долларов США в 2002 году до 27 млрд долларов США в 2009 году. Китай, в частности, стал важным инвестором. [26]
Пандемия COVID-19 2020 года только усугубила недофинансирование инфраструктуры во всем мире, которое накапливалось десятилетиями. Пандемия увеличила безработицу и широко разрушила экономику. Это оказывает серьезное влияние на домохозяйства, предприятия, а также федеральные, государственные и местные органы власти. Это особенно пагубно для инфраструктуры, поскольку она сильно зависит от финансирования со стороны государственных учреждений — на государственные и местные органы власти приходится около 75% расходов на государственную инфраструктуру в Соединенных Штатах. [32]
Правительства сталкиваются с огромным сокращением доходов, экономическими спадами, перегруженными системами здравоохранения и нерешительной рабочей силой, что приводит к огромному бюджетному дефициту по всем направлениям. Однако им также необходимо увеличить государственные инвестиции, чтобы обеспечить успешное повторное открытие, стимулировать рост и занятость, а также озеленить свою экономику. [33] Необычно большой масштаб пакетов, необходимых для COVID-19, сопровождался широко распространенными призывами к их «озеленению» для достижения двойной цели экономического восстановления и экологической устойчивости . [34] Однако по состоянию на март 2021 года только небольшая часть фискальных мер G20, связанных с COVID-19, оказалась благоприятной для климата. [34]
Хотя совершенно очевидно, что для устранения экономического ущерба, нанесенного эпидемией коронавируса, необходимы большие усилия, немедленное возвращение к обычному режиму работы может быть вредным для окружающей среды, как показал финансовый кризис 2007-2008 годов в Соединенных Штатах. В то время как последовавший экономический спад сократил глобальные выбросы парниковых газов в 2009 году, выбросы достигли рекордного уровня в 2010 году, частично из-за принятых правительствами мер экономического стимулирования с минимальным учетом экологических последствий. [35] Беспокойство заключается в том, повторится ли эта же картина. Период после COVID-19 может определить, достигнет ли мир целей по выбросам Парижского соглашения 2015 года или нет и ограничит глобальное потепление 1,5 градусами по Цельсию - 2 градусами по Цельсию. [36]
В результате эпидемии COVID-19 множество факторов может поставить под угрозу план восстановления с низким уровнем выбросов углерода: это включает в себя снижение внимания на мировой политической сцене (климатический саммит ООН 2020 года был перенесен на 2021 год), смягчение экологических норм в погоне за экономическим ростом, снижение цен на нефть, препятствующее конкурентоспособности низкоуглеродных технологий, и, наконец, программы стимулирования, которые отнимают средства, которые могли бы быть использованы для дальнейшего процесса декарбонизации . [35] Исследования показывают, что план восстановления, основанный на низкоуглеродных выбросах, может не только обеспечить значительное сокращение выбросов, необходимое для борьбы с изменением климата, но и создать больше экономического роста и рабочих мест, чем план восстановления с высоким уровнем выбросов углерода. [35] В исследовании, опубликованном в Oxford Review of Economic Policy, более 200 экономистов и экономических чиновников сообщили, что «зеленые» инициативы по восстановлению экономики показали себя как минимум так же хорошо, как и менее «зеленые» инициативы. [37] Также звучали призывы к созданию независимого органа, который мог бы предоставить сопоставимую оценку фискальной политики стран, способствуя прозрачности и подотчетности на международном уровне. [34]
Кроме того, в эконометрическом исследовании, опубликованном в журнале Economic Modelling, анализ государственных расходов на энергетические технологии показал, что расходы на сектор возобновляемой энергии создали на пять рабочих мест больше на миллион долларов инвестиций, чем расходы на ископаемое топливо . [38] Поскольку устойчивая инфраструктура более выгодна как в экономическом, так и в экологическом контексте, она представляет собой будущее инфраструктуры. Особенно с учетом растущего давления со стороны изменения климата и сокращения природных ресурсов, инфраструктура должна не только поддерживать экономическое развитие и создание рабочих мест, а также высокое качество жизни для жителей, но и защищать окружающую среду и ее природные ресурсы. [33]
Устойчивая энергетическая инфраструктура включает в себя типы электростанций на возобновляемых источниках энергии, а также средства обмена от станции до домов и предприятий, которые используют эту энергию. Возобновляемая энергия включает в себя хорошо изученные и широко применяемые методы, такие как энергия ветра, солнца и гидравлики, а также более новые и менее распространенные типы создания энергии, такие как энергия термоядерного синтеза. Устойчивая энергетическая инфраструктура должна поддерживать сильное предложение относительно спроса, а также должна поддерживать достаточно низкие цены для потребителей, чтобы не снижать спрос. [10] Любой тип инфраструктуры возобновляемой энергии, который не соответствует этим требованиям потребления и цен, в конечном итоге будет вытеснен с рынка преобладающими невозобновляемыми источниками энергии.
Устойчивая водная инфраструктура ориентирована на достаточный доступ сообщества к чистой, безопасной питьевой воде. [10] Вода является общественным благом наряду с электричеством, что означает, что устойчивые системы водосбора и распределения воды должны оставаться доступными для всех членов населения. [10] «Устойчивая вода» может относиться к способности страны или сообщества быть самодостаточными, имея достаточно воды для удовлетворения многочисленных потребностей, включая сельское хозяйство, промышленность, санитарию и питьевую воду. Это также может относиться к целостному и эффективному управлению водными ресурсами. [39] Все чаще политики и регулирующие органы включают решения, основанные на природе (NBS или NbS), в попытки достичь устойчивой водной инфраструктуры.
Устойчивые системы управления отходами направлены на минимизацию количества отходов, производимых частными лицами и корпорациями. [40] Коммерческие планы управления отходами перешли от простых планов по вывозу отходов к комплексным планам, направленным на сокращение общего количества отходов, производимых до их вывоза. [40] Устойчивое управление отходами выгодно для окружающей среды, а также может сократить расходы для предприятий, которые сокращают количество утилизируемых товаров. [40]
Устойчивый транспорт включает в себя отказ от частных автомобилей, выбрасывающих парниковые газы, в пользу принятия методов транспортировки, которые либо являются углеродно-нейтральными , либо сокращают выбросы углерода, таких как велосипеды или электрические автобусные системы. [41] Кроме того, города должны инвестировать в соответствующую строительную среду для этих экологически предпочтительных видов транспорта. [41] Городам необходимо будет инвестировать в сети общественного транспорта, а также в сети велосипедных дорожек среди других устойчивых решений, которые стимулируют граждан использовать эти альтернативные варианты транзита. Сокращение городской зависимости от автомобилей является фундаментальной целью развития устойчивого транспорта, и этого нельзя достичь без скоординированного внимания как к созданию самих методов транспортировки, так и к предоставлению им сетей, которые являются такими же или более эффективными, чем существующие автомобильные сети, такие как устаревшие системы автомагистралей. [41]
Другим решением для перехода к более устойчивой инфраструктуре является использование более устойчивых материалов. Материал является устойчивым, если необходимое количество может быть произведено без истощения невозобновляемых ресурсов. [42] Он также должен иметь низкое воздействие на окружающую среду, не нарушая установленного устойчивого равновесия. [42] Материалы также должны быть устойчивыми, возобновляемыми, пригодными для повторного использования и переработки. [43]
Сегодня бетон является одним из наиболее распространенных материалов, используемых в инфраструктуре. В строительстве используется в два раза больше бетона, чем всех других строительных материалов вместе взятых. [44] Он является основой индустриализации, поскольку используется в мостах, пирсах, трубопроводах, тротуарах и зданиях. [45] Однако, хотя они и служат связующим звеном между городами, транспортом для людей и товаров, а также защитой земли от наводнений и эрозии, они служат всего 50–100 лет. [46] Многие из них были построены в течение последних 50 лет, что означает, что многие инфраструктуры нуждаются в существенном обслуживании для продолжения функционирования.
Однако бетон не является устойчивым. Производство бетона дает до 8% мировых выбросов парниковых газов. [47] Десятая часть мирового промышленного использования воды приходится на производство бетона. [47] Даже транспортировка сырья на места производства бетона увеличивает загрязнение воздуха. [47] Более того, сами производственные площадки и инфраструктуры лишают сельскохозяйственные земли, которые могли бы быть плодородной почвой или средой обитания, жизненно важной для экосистемы.
Зеленая инфраструктура — это тип устойчивой инфраструктуры. Зеленая инфраструктура использует системы растений или почвы для восстановления некоторых естественных процессов, необходимых для управления водными ресурсами, уменьшения последствий таких бедствий, как наводнения, [48] и создания более здоровой городской среды. [49] В более практическом смысле это относится к децентрализованной сети методов управления ливневыми водами, которая включает зеленые крыши, деревья, биоудержание и инфильтрацию, а также проницаемое дорожное покрытие. [50] Зеленая инфраструктура становится все более популярной стратегией в последние годы из-за ее эффективности в обеспечении экологических, экономических и социальных выгод — включая положительное влияние на потребление энергии, качество воздуха, а также сокращение и секвестрацию углерода. [50]
Зеленая крыша — это крыша, которая частично или полностью покрыта растущей растительностью, высаженной поверх мембраны. Она также включает дополнительные слои, включая корневой барьер и дренажные и ирригационные системы. [51] Существует несколько категорий зеленых крыш, включая экстенсивные (имеют глубину среды выращивания от двух до шести дюймов) и интенсивные (имеют среду выращивания глубиной более шести дюймов). [51] Одним из преимуществ зеленых крыш является то, что они уменьшают сток ливневых вод из-за своей способности удерживать воду в среде выращивания, уменьшая сток, попадающий в канализационную систему и водотоки, что также снижает риск переполнения объединенной канализации. [ 51] Они уменьшают потребление энергии, поскольку среда выращивания обеспечивает дополнительную изоляцию, уменьшает количество солнечной радиации на поверхности крыши и обеспечивает испарительное охлаждение воды в растениях, что снижает температуру поверхности крыши и приток тепла. [51] Зеленые крыши также уменьшают содержание углекислого газа в атмосфере, поскольку растительность поглощает углерод, и, поскольку они уменьшают потребление энергии и городской тепловой остров за счет снижения температуры крыши, они также уменьшают выбросы углекислого газа от выработки электроэнергии. [52]
Посадка деревьев обеспечивает множество экологических, социальных и экономических выгод. Деревья могут перехватывать дождь, поддерживать инфильтрацию и хранение воды в почве, уменьшать воздействие капель дождя на бесплодные поверхности, минимизировать влажность почвы за счет транспирации и помогают сократить сток ливневых вод. [49] Кроме того, деревья способствуют подзарядке местных водоносных горизонтов и улучшают здоровье систем водоразделов. Деревья также сокращают потребление энергии, обеспечивая тень и выпуская воду в атмосферу, которая охлаждает воздух и уменьшает количество тепла, поглощаемого зданиями. [50] Наконец, деревья улучшают качество воздуха, поглощая вредные загрязнители воздуха, уменьшая количество парниковых газов.
Существует множество типов методов биоудержания и инфильтрации, включая дождевые сады и биодренажи. [50] Дождевой сад высаживается в небольшой впадине или на естественном склоне и включает местные кустарники и цветы. Они временно удерживают и поглощают дождевую воду и эффективно удаляют до 90% питательных веществ и химикатов и до 80% осадков из стока. [53] В результате они впитывают на 30% больше воды, чем обычные сады. [53] Биодренажи высаживаются на мощеных участках, таких как парковки или тротуары, и сделаны так, чтобы обеспечить перелив в канализационную систему путем улавливания ила и других загрязняющих веществ, которые обычно остаются на непроницаемых поверхностях. [50] Как дождевые сады, так и биодренажи смягчают последствия наводнений и предотвращают загрязнение местных водотоков ливневыми водами; увеличивают запас пригодной для использования воды за счет сокращения количества воды, необходимой для наружного орошения; улучшить качество воздуха, минимизировав количество воды, поступающей на очистные сооружения, что также снижает потребление энергии и, как следствие, снижает загрязнение воздуха, поскольку выбрасывается меньше парниковых газов. [50]
Умные города используют инновационные методы проектирования и внедрения в различных секторах инфраструктуры и планирования для создания сообществ, которые работают на более высоком уровне относительной устойчивости, чем их традиционные аналоги. [10] В устойчивом городе должны присутствовать как городская устойчивость , так и надежность инфраструктуры. [10] Городская устойчивость определяется способностью города быстро адаптироваться или восстанавливаться после дефектов инфраструктуры, а надежность инфраструктуры означает, что системы должны работать эффективно, продолжая максимизировать свою производительность. [10] Когда городская устойчивость и надежность инфраструктуры взаимодействуют, города способны производить тот же уровень продукции при столь же разумных затратах по сравнению с другими неустойчивыми сообществами, при этом сохраняя простоту эксплуатации и использования.
Masdar City — это предлагаемый умный город с нулевым уровнем выбросов, который будет заключен в Объединенных Арабских Эмиратах. [54] Некоторые люди называют это запланированное поселение «утопическим» из-за того, что оно будет включать в себя множество элементов устойчивой инфраструктуры, включая энергетику, воду, утилизацию отходов и транспорт. Masdar City будет иметь энергетическую инфраструктуру, содержащую методы возобновляемой энергии, включая солнечную энергию. [54]
Город Масдар расположен в пустынном регионе, а это значит, что устойчивый сбор и распределение воды зависят от способности города использовать воду на инновационных этапах водного цикла. [55] Город будет использовать грунтовые воды, серую воду, морскую воду, черную воду и другие водные ресурсы для получения как питьевой, так и ландшафтной воды. [55]
Первоначально Масдар-Сити будет безотходным. [54] Будут поощряться переработка отходов и другие методы управления отходами и сокращения их количества. [54] Кроме того, город внедрит систему переработки отходов в удобрения, что сократит количество места, необходимого для накопления отходов, а также обеспечит экологически чистую альтернативу традиционным методам производства удобрений.
В Масдар-Сити не будет разрешено движение автомобилей, что будет способствовать снижению выбросов углерода в черте города. [54] Вместо этого альтернативные варианты транспорта будут приоритетными при развитии инфраструктуры. Это означает, что сеть велосипедных дорожек будет доступной и всеобъемлющей, а также будут доступны другие варианты. [54]
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
